[Java] BOJ7576, 백준 - 토마토

https://www.acmicpc.net/problem/7576

7576번: 토마토

시간 제한	메모리 제한	제출	정답	맞은 사람	정답 비율
1 초	256MB	96278	33898	21215	33.783%

문제

철수의 토마토 농장에서는 토마토를 보관하는 큰 창고를 가지고 있다. 토마토는 아래의 그림과 같이 격자 모양 상자의 칸에 하나씩 넣어서 창고에 보관한다.

창고에 보관되는 토마토들 중에는 잘 익은 것도 있지만, 아직 익지 않은 토마토들도 있을 수 있다. 보관 후 하루가 지나면, 익은 토마토들의 인접한 곳에 있는 익지 않은 토마토들은 익은 토마토의 영향을 받아 익게 된다. 하나의 토마토의 인접한 곳은 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤 네 방향에 있는 토마토를 의미한다. 대각선 방향에 있는 토마토들에게는 영향을 주지 못하며, 토마토가 혼자 저절로 익는 경우는 없다고 가정한다. 철수는 창고에 보관된 토마토들이 며칠이 지나면 다 익게 되는지, 그 최소 일수를 알고 싶어 한다.

토마토를 창고에 보관하는 격자모양의 상자들의 크기와 익은 토마토들과 익지 않은 토마토들의 정보가 주어졌을 때, 며칠이 지나면 토마토들이 모두 익는지, 그 최소 일수를 구하는 프로그램을 작성하라. 단, 상자의 일부 칸에는 토마토가 들어있지 않을 수도 있다.

 

입력

첫 줄에는 상자의 크기를 나타내는 두 정수 M,N이 주어진다. M은 상자의 가로 칸의 수, N은 상자의 세로 칸의 수를 나타낸다. 단, 2 ≤ M,N ≤ 1,000 이다. 둘째 줄부터는 하나의 상자에 저장된 토마토들의 정보가 주어진다. 즉, 둘째 줄부터 N개의 줄에는 상자에 담긴 토마토의 정보가 주어진다. 하나의 줄에는 상자 가로줄에 들어있는 토마토의 상태가 M개의 정수로 주어진다. 정수 1은 익은 토마토, 정수 0은 익지 않은 토마토, 정수 -1은 토마토가 들어있지 않은 칸을 나타낸다.

토마토가 하나 이상 있는 경우만 입력으로 주어진다.

 

출력

여러분은 토마토가 모두 익을 때까지의 최소 날짜를 출력해야 한다. 만약, 저장될 때부터 모든 토마토가 익어있는 상태이면 0을 출력해야 하고, 토마토가 모두 익지는 못하는 상황이면 -1을 출력해야 한다.

 

<풀이>

토마토가 익는 것은 마치 바이러스가 퍼져나가듯이 인접한 토마토로 하루에 한 번씩 퍼져나간다.

즉, 익은 토마토와 연결된 모든 정점을 찾는 BFS 알고리즘을 이용하면 풀 수 있다.

하지만 일반적인 BFS와는 다르게 시작하는 정점을 하나가 아니라 익은 토마토 전체로 해줘야한다. 여러 개의 토마토가 하루마다 한꺼번에 옆의 토마토를 감염(?)시키기 때문이다.

어떻게 코드를 짤 지 순서대로 생각하면,

1. 입력이 주어지면 익은 토마토가 있는 부분을 큐에 넣고 시작한다.
2. 초기 큐를 바탕으로 BFS탐색을 시작한다.
   1. 만약 큐가 완전히 빈다면 BFS탐색을 완료하였다는 의미 > 종료한다.
   2. 큐에 아직 남아있다면
      1. 익은 토마토가 있는 곳 중에 상하좌우를 비교하여 추가로 익을곳이 있는지 판단한다.
      2. BFS탐색을 이용하기 때문에 이전에 익었던 토마토는 중복으로 검사를 하지 않음

추가로 고려할 점은, 문제에서 토마토가 모두 익지 못하는 상황이면 -1을 출력하라고 되어있는데, 이를 위해서 맨 처음에 익지 않은 토마토를 카운팅하는 변수(empty)를 만들어준 후에 BFS를 마치고 익지않은 토마토가 남아있다면 -1을 출력하도록 해주었다.

 

소스코드 

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Main {

	private static int[][] moving = { { -1, 0 }, { 0, -1 }, { 0, 1 }, { 1, 0 } };

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

		StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
		int m = Integer.parseInt(st.nextToken()); // 가로
		int n = Integer.parseInt(st.nextToken()); // 세로

		int[][] tomato = new int[n][m];

		// 빈 공간의 갯수
		int empty = 0;
		Queue<Coordinate> queue = new LinkedList<Coordinate>();

		for (int i = 0; i < n; i++) {
			st = new StringTokenizer(br.readLine());
			for (int j = 0; j < m; j++) {
				tomato[i][j] = Integer.parseInt(st.nextToken());
				if (tomato[i][j] == 0)
					empty++;
				else if (tomato[i][j] == 1) {
					// 1. 큐에 익은 토마토가 있는 곳을 넣고 시작하기
					queue.add(new Coordinate(j, i));
				}
			}
		}

		int day = 0;
		// 큐가 완전히 빌 때까지 반복
		while (!queue.isEmpty()) {
			int size = queue.size();

			for (int i = 0; i < size; i++) {
				// 2. 매번 익은 토마토가 있는 곳 중 더 익을곳이 있는지 본다.
				int x = queue.peek().x;
				int y = queue.peek().y;

				// 상하좌우 검사
				for (int j = 0; j < 4; j++) {
					int nx = x + moving[j][0];
					int ny = y + moving[j][1];
					if (nx >= 0 && ny >= 0 && nx < m && ny < n) {
						// 만약 토마토가 아직 익지 않은 곳이 있다면
						if (tomato[ny][nx] == 0) {
							// 토마토를 익히고 새로 익은 곳을 큐에 담아준다.
							tomato[ny][nx] = 1;
							empty--;
							queue.add(new Coordinate(nx, ny));
						}
					}
				}
				queue.poll();
			}
			day++;
		}

		// 모두 다 익었다면 날짜를 출력
		if (empty == 0) {
			System.out.println(day - 1);
		} else {
			// 빈 곳이 남아있다면 -1 출력
			System.out.println("-1");
		}
	}
}

class Coordinate {
	int x, y;

	Coordinate(int x, int y) {
		this.x = x;
		this.y = y;
	}
}